Перекись водорода и аммиак

[milimech]

Интересует возможность перемешивания, а лучше растворения ЖИДКОГО аммиака в перекиси водорода (последний - водные растворы разной концентрации). Подразумевается давление от 8 атмосфер, при котором аммиак становится жидким в диапазоне жидкого состояния воды. Насколько стабильна такая смесь с точки зрения химии и с точки зрения физического разделения-расслоения. Чувствительность к ударам и прочим резким воздействиям. Агрессивность к металлам, в первую очередь к чистому алюминию, к различным пластикам.  Каталитическое воздействие возможных примесей. 

[yatcheh]

7 часов назад, milimech сказал:

Интересует возможность перемешивания, а лучше растворения ЖИДКОГО аммиака в перекиси водорода (последний - водные растворы разной концентрации). Подразумевается давление от 8 атмосфер, при котором аммиак становится жидким в диапазоне жидкого состояния воды. Насколько стабильна такая смесь с точки зрения химии и с точки зрения физического разделения-расслоения. Чувствительность к ударам и прочим резким воздействиям. Агрессивность к металлам, в первую очередь к чистому алюминию, к различным пластикам.  Каталитическое воздействие возможных примесей. 

 

Растворение аммиака в воде - сильно экзотермическая реакция. Жидкий аммиак при контакте с жидкой водой взрывообразно вскипает. Так что - приготовьтесь.

Смесь будет нестабильной, так как перекись в щелочной среде сама по себе нестабильна. При хорошей концентрации перекиси вполне возможно неконтролируемое разложение с тепловым взрывом.

[milimech]

То есть  жидкий аммиак в воде всё же растворяется. Если обеспечить соответствующий тепловой режим, то это возможно. Насколько меняется температура  и теплота замерзания такого раствора. Существуют ли какие то пределы концентрации перекиси в этом тройном растворе, чтобы можно было безопасно   с ним работать? Могут ли помочь какие-нибудь ингибиторы? 

[T-34]

04.06.2020 в 01:33, milimech сказал:

Чувствительность к ударам и прочим резким воздействиям. Агрессивность к металлам, в первую очередь к чистому алюминию, к различным пластикам.  Каталитическое воздействие возможных примесей. 

Сэр, вы пытаетесь повторить путь, пройденный до вас 90  лет назад  в Германии Вернером фон Брауном с его ракетной лабораторией (шайкой оголтелых...) . Именно эти компоненты поначалу они пытали для ЖРД (и даже какая-то мелочь у них летала/подпрыгивала). Достаточно быстро отказались от этих смесей именно по причине нестабильности и непредсказуемости. Другие компоненты более удобны. 
Но это ведь было для ихних супостатских целей. Не сомневаюсь, ваши цели значительно благороднее.
Однако тогда же Сергей Палыч этот путь пройти не смог. Рискните. 

Изменено 5 Июня, 2020 в 10:44 пользователем T-34

[yatcheh]

1 час назад, milimech сказал:

То есть  жидкий аммиак в воде всё же растворяется. Если обеспечить соответствующий тепловой режим, то это возможно. Насколько меняется температура  и теплота замерзания такого раствора. Существуют ли какие то пределы концентрации перекиси в этом тройном растворе, чтобы можно было безопасно   с ним работать? Могут ли помочь какие-нибудь ингибиторы? 

 

Ингибитор разложения перекиси - кислота. Лучше фосфорная (она заодно и металлы худо-бедно вяжет). В аммиачном растворе стабилизировать перекись не удастся. Разложение будет при любой концентрации идти, вопрос только - как быстро. 

[milimech]

8 часов назад, T-34 сказал:

Сэр, вы пытаетесь повторить путь, пройденный до вас 90  лет назад  в Германии Вернером фон Брауном с его ракетной лабораторией (шайкой оголтелых...) . Именно эти компоненты поначалу они пытали для ЖРД (и даже какая-то мелочь у них летала/подпрыгивала). Достаточно быстро отказались от этих смесей именно по причине нестабильности и непредсказуемости. Другие компоненты более удобны. 
Но это ведь было для ихних супостатских целей. Не сомневаюсь, ваши цели значительно благороднее.
Однако тогда же Сергей Палыч этот путь пройти не смог. Рискните. 

Спасибо за информацию.  С работами в Германии я немного знаком, но не по первоисточникам, больше по мемуарной и исторической, но  в целом   понятно.  Раствор спирта в перекиси. Этот вариант они опробовали, обожглись и переключились на  более очевидные. Ну  и задачи у них другие стояли и ресурсы.  Но, тем не менее,  кое-какие наработки сохранились и даже использовались. А вот  с аммиаком они не работали,  насколько мне известно, хотя если получится, сулит хорошие перспективы в некоторых областях. Вот и пытаюсь понять с чем могу встретиться. Общие соображения понятны, но  хорошо бы и с практическими  подтверждениями познакомиться, буде таковые найдутся. Возможно это достаточно безумная идея,  но если получится, будет интересно. 

 

7 часов назад, yatcheh сказал:

 

Ингибитор разложения перекиси - кислота. Лучше фосфорная (она заодно и металлы худо-бедно вяжет). В аммиачном растворе стабилизировать перекись не удастся. Разложение будет при любой концентрации идти, вопрос только - как быстро. 

Насколько быстро? Если за час будет менее 5 процентов, с этим можно работать. Главное чтобы не взрывное. 

[yatcheh]

21 минуту назад, milimech сказал:

 

Насколько быстро? Если за час будет менее 5 процентов, с этим можно работать. Главное чтобы не взрывное. 

 

Да хрен его знает, это надо литературу ворошить. Глянул у Шамба - там графики до pH=7, и кривая похожа не экспоненту. Если экстраполировать к pH = 9, то 5% в час там точно будет. Что интересно, при понижении концентрации перекиси относительная скорость разложения увеличивается, т.е. скорость зависит от концентрации щёлочи, а не перекиси.

При умеренных концентрациях (~10%)  взрывного разложения конечно не будет, импета не хватит.

[milimech]

Что такое импет?

[T-34]

12 часов назад, milimech сказал:

А вот  с аммиаком они не работали,  насколько мне известно, хотя если получится, сулит

Со всем они работали, немцы - основательные ребята, известное дело. Поначалу бравые команды Дорнбергера и фон Брауна просто перебирали все теоретически возможные варианты и смотрели, "а как оно и чо там будет?". До них же в этом деле была вообще пустота, некуда  было смотреть и негде книжек почитать. Сняв шляпу перед фон Брауном, сразу надо признать, то он выкинул идеи китайских фейерверочных пороховых шутих, и уперто создавал серьезную науку - стенды, лаборатории, спецметаллургию и обработку невиданных сплавов, химические производства компонентов топлива тоннами, а не в пробирках. Это, пардон, не несколько энтузиастов ГИРДа, где Сергей Палыч возил свои пороховые ракетки под мышкой на трамвае на окраину Москвы в чисто поле запускать. 
Раствор спирта в перекиси это мелочь (T-stoff/Z-stoff), а вот азотные окислители они общупали со всех сторон, и когда в 45м году наши солдатики набили этой документацией несколько ж/д эшелонов и отправили их в Москву, тогдашний наш главный двигателист по ЖРД Исаев Алексей Михайлович очень внимательно всё это изучил.  Тот архив  и по сегодняшний день хранится в его КБ, на отдельных страницах даже пометки и подписи фон Брауна имеются. 
Добейтесь разрешения почитать исторические документы - узнаете много нового и интересного в этой области. 

[milimech]

Вы немножко утрируете и слишком много приписываете фон Брауну. И кроме него немало специалистов работали  над различными применениями ракет. браун занимался именно баллистическими ракетами. Ну и на хорошем технологическом заделе. Химия в те годы в Германии была лучшая в мире.   Перекись водорода у них очень широко применялась везде.  Металлургия не далеко от неё отставала. Кислород и спирт не бог весть какая новинка. Да и у нас тоже не лаптем щи хлебали. Кроме ГИРДа ещё ГДЛ существовала со своим неслабым заделом. А когда их объединили нехилая структура получилась. только вот тупые карьеристы типа Костикова и ещё более тупые следователи Берии всё похерили.  А у немцев нет. Хотя ещё в конце 30-х до нашей посадочной компании  шли на соизмеримых уровнях. Но у нас всё утилизировали, а немцам позволили мечтать о межпланетных полетах, вот они и вырвались вперёд.  Плюс запреты на очень многое после 1 МВ. Вот немцы и даванули, под эти запреты своих военных  завербовали.  И, пожалуй, самым продвинутым двигателистом был не Исаев, а Глушко. Исаев  поначалу сам к нему ездил  перенимать опыт.  Впрочем, это всё история. Исторические документы представляют исторический интерес. Уверен, что с аммиаком плюс перекисью  немцы  не работали. Слишком боковая ветвь. Примерно прослеживается линия их исследований, достаточно прямолинейная и логичная. Аммиак в неё вроде бы не вписывается. 

Мне важно понять, жидкий аммиак может ли именно растворяться в виде NH3 жидкости, а не в виде растворенного газа NH4OH c щелочной реакцией, провоцирующей разложение перекиси.  Впрочем, может быть я чушь смолол с точки зрения химии - потому и спрашиваю. Или , допустим, сверхщелочная среда  уже не провоцирует разложение перекиси. Может быть вообще чистая перекись в растворе с чистой жидкой фазой аммиака окажется стабильной?  Если что-то получится, то там есть уже много других бонусов, уже не связанных с химией. 

P.S. По пути ещё вопрос. Вода бурно реагирует с натрием. Насколько "бурнее" будет реагировать с натрием перекись? Есть ли экспериментальные данные?И можно ли подобрать такое соотношение, чтобы исключить выделение водорода?